103位科学家的生平与成就

科学家全集第160页共209页科学家全集目录①公元1000年前科学家(点击姓名查看)1、HYPERLINK伦琴55、HYPERLINK丁肇中99、HYPERLINK\o"科学家全集目录"目录往上！科学家生平与成就目录往上！亚里士多德一、生平简介

（公元前384—322）是古希腊著名的科学家和哲学家。公元前384年诞生于爱琴海北岸的斯特基拉城。

亚里士多德是马其顿王室医师的儿子，从小对自然科学特别爱好，也很钻研。父亲经常教给他一些解剖和医学的知识，他有时也帮助父亲作一些外科手术。亚里士多德17岁那年前往雅典，成为古希腊著名哲学家柏拉图（前427—前347）的大弟子，从事学习和研究长达20年之久。他好学多问，才华横溢，成绩突出，柏拉图夸他是“学院之灵”。公元前343年，亚里士多德担任了年仅13岁的王子亚历山大的宫廷教师。公元前340年亚历山大摄政，亚里士多德回到家乡。公元前335年他重返雅典，创办了一所吕克昂学院，独树一个新的哲学学派。由于这个学派的老师和学生，常常在花园里散步的时候讨论问题，当时人们就称它为逍遥学派。公元前323年夏天，亚历山大大帝从印度回师巴比伦的途中病故。从此，亚里士多德在政治上开始不得志。他决定离开雅典，离开吕克昂学院回到母亲的故地过隐居生活。公元前322年因病逝世，葬在卡尔基，终年62岁。二、科学成就1．亚里士多德是希腊古典文化的集大成者，恩格斯称他是最博学的人。他的著作是古代的百科全书，据说有四百到一千部，主要有《工具论》、《形而上学》、《物理学》、《伦理学》、《政治学》、《诗学》等。与物理学关系较多的有：《物理学》（8卷，有中译本，张竹明译，商务印书馆，北京，1982）、《天论》（4卷）、《起源与衰灭》（2卷）、《气象学》（4卷）。另有一本《力学问题》为后人伪作。2．在物理学方面，亚里士多德最重要的贡献是创造了这门学科的名称，“物理”一词的现代拉丁文“Physica”，是他从希腊字φνσιζ（自然）一词推演而来的。此外，他对地球的大小作出了在当时条件下比较合理的估计。3．亚里士多德运用科学的方法，对奇妙的生物世界进行了大量调查。他带领助手周游各地，搜集标本，分门别类，并且尽可能了解同动物和植物有关的各种知识。他是一位当之无愧的伟大生物学家。他一生最有价值的科学贡献，也正是在动物学和解剖学方面。他对五百多种不同的动植物进行了分类，解剖过几十种动物，正确地指出了鲸鱼是胎生的，描述了反刍动物的胃、鸡胎的发育、头足纲动物的再生现象等。4．此外，亚里士多德还对虹、视觉、管长与乐音的关系等物理现象作过一些初步的观察和解释，他还从月食和星座的变迁推证了地球是圆形等。

三、历史的局限性对亚里士多德在物理学和自然科学发展中的作用和影响以及其局限性，应进行历史的分析。对物理学的发展来说，亚里士多德初步提出以物质运动及其与时间、空间、与周围物体的关系及物质本原为研究对象以形成一门独立的自然学科，重视对近身事物的具体观察，强调思维逻辑的作用，首先引用数学方法来考察具体物理定律，从而引起众多的讨论与研究等等；这些都在一定程度上为欧洲文艺复兴以后物理科学在实验基础上的奠基起了某些先导的作用。这一成就不应被抹煞。另一方面，他在理论和方法上的重大缺陷，又造成了被教会加以神圣化的条件，成为继后物理学发展的严重障碍。当伽利略等纠正了亚里士多德的错误，把物理学牢固地建立在观察与实验的基础上，恢复与发展了他重视逻辑推理和运用数学工具的传统以后，物理学在西欧的社会生产力蓬勃发展的条件下得到了迅速的发展。亚里士多德的物理学，今天看来，有几条根本性的缺陷。第一，在方法论上，他只注意简单的观察和严格的推理。他认为研究“应从我们最明白易知的事物开始”，但却错误地过分引伸，以为从简单的感性知觉通过理性活动可以一下子到达普遍抽象的顶点，从而对所谓的封闭而有限的宇宙给出一幅最终的科学图像。他这样的推断过程是错误的，不可避免地导致将生产水平很低的社会中人们积累的一些原始直觉经验和哲学思想，上升为绝对化的真理。因此，亚里士多德的物理学实质上只是一种经验科学性质的自然哲学体系。第二、他这种根据人的感觉经验和逻辑理性建立起来的体系，力图用生物机体（包括人体）有目的的运动现象来统一解释无生命物质的运动及其原因，例如他列举出物质的运动变化有“四因”：质料因、形式因、动力因和目的因。一切物体都具有某种天赋的目的或“自然本性”：天体永远围绕地球这一宇宙中心作匀速圆周运动；组成地上物体的四种基本元素（水、火、气、土）都“趋向于自己特有的空间”，具有寻找自己“天然处所”并停留在那里的本性，从而形成重者向下，轻者向上的“天然运动”（因本性运动”）。由此可见，亚里士多德的自然观带有浓厚的目的论的拟人色彩，正是这一内在因素导致他的原始型理论很容易为后来的宗教势力利用来宣扬宇宙和谐和神的意志。第三，亚里士多德在总结前人的具体成就时，抛弃了原子论，主张地心说。他首先利用直觉经验和数学比例关系来研究物体的位移运动，建立了两条影响深远但不准确的比例定律。其一，他认为“下落运动的快慢有两个原因：①运动所通过的媒质不同（如通过水或空气），②运动物体自身轻或重的程度不同，如果运动的其他条件相同的话”。因此他关于落体运动的定律是：“物体下落的时间与重量成反比，如一物重量是另一物的两倍，则在同一下落中只用一半的时间。”“如果空气比水稀两倍，则同一运动物体在水中运动时要耗费两倍时间。”其二，除上升下落外，地上物体的其他一切运动，他都认为是强迫运动：“任何运动着的事物都必然有推动者”。这种强迫运动的比例定律为：“设动力为α，运动物体为β，经过距离为γ，发生位置移动的时间为δ，则同一动力α在同一时间内将使β/2移动2γ，或在δ/2内使β/2移动距离γ。”由于教会的吹捧，这些定律在16～17世纪以前还是神圣不可侵犯的教条。

阿基米德(HYPERLINK点击返回目录)一、生平简介

（Archimedes约公元前287～前212）是古希腊著名的数学家和物理学家。静力学和流体静力学的奠基人。公元前287年诞生于地中海西西里岛的叙拉古城（今意大利锡拉库萨）。他的父亲是古希腊天文学家和数学家。阿基米德从小深受父亲的影响，偏爱数学，很早就学习希腊著名数学家欧几里得（约前330-前275）的《几何学原理》。11岁的时候，阿基米德去当时著名的文化中心——尼罗河畔的亚历山大城学习。学习期间对数学、力学和天文学有浓厚的兴趣。在他学习天文学时，发明了用水力推动的星球仪，并用它模拟太阳、行星和月亮的运行及表演日食和月食现象。为解决用尼罗河水灌溉土地的难题，他发明了圆筒状的螺旋扬水器，后人称它为“阿基米德螺旋”。公元前240年，他学成后回到叙拉古，当了国王亥厄洛的顾问，帮助国王解决生产实践、军事技术和日常生活中的各种科学技术问题。公元前212年，叙拉古城失陷，正在聚精会神地研究科学问题的阿基米德，不幸被蛮横的罗马士兵杀害。二、科学成就阿基米德的主要科学贡献是：

1．系统总结并严格证明了杠杆定律，为静力学奠定了基础。在总结前人经验的基础上，阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原理，提出了精确地确定物体重心的方法，指出在物体的重心处支起来，就能使物体保持平衡。在《论平面图形的平衡》一书中，进一步确定了各种平面图形的重心，并对杠杆平衡条件做了严格的数学证明。得出重物的重量比和它们离支点的距离成反比的杠杆定律。运用这一定律，阿基米德设计过杠杆滑轮系统，创造了用小力把大船拉到水里等奇迹。

2．在著名的《论浮体》一书中，他总结出了著名的阿基米德原理；放在液体中的物体受到向上的浮力，其大小等于物体所排开的液体重力。从此使人们对物体的沉浮有了科学的认识，从而奠定了流体静力学的基础。

3．确定各种几何图形的面积和物体的表面积、体积的计算方法，创立“穷竭法”。他精通几何学，先后发现了几十条定理。在《圆的度量》等著作中，提出了计算圆的周长、面积及扇形面积的准确公式；他用圆内接多边形与外切多边形边数增多、面积逐渐接近的方法精确求出在这些计算中，他创立的“穷竭法”，实质上与现代数学积分计算的基本思想相同。在《论抛物线形的求积法》、《论球和圆柱》等著作中，阿基米德在计算抛物线弓形面积和球、椭球、旋转抛物体等的表面积与体积时，进一步发展了“穷竭法”，可以说是现代微积分法的先导。他还首创记任意大数的方法，突破了当时用希腊字母记数最大数不能超过一万的局限等。

和他的前辈及同时代的一些学者相比，阿基米德的学术活动有一个显著的特点，就是他既极为重视科学的严密性、准确性，要求对每一个问题都进行精确的、合乎逻辑的证明；又非常注意科学知识的实际应用，亲自设计制造过多种机械装置和建筑物，开创理论研究和实际应用密切结合的学风。流传下来的阿基米德的著作除上文提到的外，尚有《螺线》、《论锥体和球体》、《沙的计算》等。据现在所知，他失传的著作有《天球仪的制造》、《论杠杆》、《支持》、《原理》和《反射光学》等。在他死后差不多两千年，在公元1670年，英国牛津出版了《阿基米德遗著全集》。经历了这么多世纪而保留下来的阿基米德的著作，就全部收在这部全集中了。

三、趣闻轶事

1．“给我一个支点，我能把地球挪动”

据说，当阿基米德专致于杠杆问题的研究时，国王责问阿基米德：“为什么你的研究只停留在学问的游戏上？你所研究的学问到底有什么用处？”阿基米德无比豪迈地回答：“如果给我一个支点，我就能把地球挪动！”一句话体现了一位科学家丰富的想象力、体现了科学家对力学定律的深沉理解和迷恋，也体现了阿基米德所特有的机智和理想。当然，这个支点是很难找到的，阿基米德也无法挪动地球。但据说当时他曾设计过一套杠杆滑轮系统，把一艘巨船轻松地从岸上推到水中，此举在他的国家引起轰动，国王特为此下令：“以后凡阿基米德讲的话，务必一律听从”。

2．“王冠真假鉴定”阿基米德在力学领域里另一个重要发现是浮力定律。传说，阿基米德是凭借丰富的经验和一时的灵感，在洗澡中发现了鉴定真假王冠的方法。那是在2200年前，当时叙拉古国王亥厄洛让珠宝匠给他制作了一顶纯金的王冠，做成后既高兴却又怀疑工匠偷了他的金子，王冠里可能有假，尽管做好的王冠跟送去的黄金一样重，谁能保证那顶王冠没有用银子做成芯子呢？怎样对王冠作无损伤的鉴别呢？国王把这一难题交给了阿基米德，阿基米德为此思考了许多日，仍无结果。有一天，他前往澡堂洗澡，当他跨入浴盆时，水溢出盆外，并感到身体有点漂浮，而且，身体浸没在水中的部分越多，溢出的水也越多，同时水对身体的托力也越大。阿基米德欣喜若狂，一下从浴盆里跳了起来，光着身子就跑了出去，一边跑还一边喊：“尤里卡（希腊语：发现了），尤里卡”。事后，他给国王和大臣进行了表演：他把王冠以及和王冠相同重力的一块纯金和一块纯银，分别放入装满水的容器中，由排出水的多少，测到了它们的不同体积，他根据王冠的体积大于纯金的体积而小于纯银的体积这个事实，断定在王冠里掺了假。另一种说法是，阿基米德取来等重的金块、银块和王冠，分别称出它们在水中的重力，算出它们在水中减少的重力，证明王冠里确实用银子掺了假，工匠也被国王治了罪。阿基米德的一声“尤里卡”，喊出了人类探寻到大自然奥秘时的惊喜。正是为了纪念这一事件，现代世界最著名的发明博览会以“尤里卡”命名。

3．一位伟大的爱国者

阿基米德不仅是一位杰出的学者，而且是一位伟大的爱国者。传说古罗马大将马塞拉斯率兵攻打叙拉古，阿基米德和叙拉古人民一起英勇抗击入侵者。他把科学用于战争，搞出了许多军事上的发明。他设计制造了大型抛石机，敌人到达城下，一按动机关，石块自动抛出，砸向敌人；他让守城的人各拿一面镜子，组成大凹面镜，把炽热的太阳光集中到迎面而来的敌船上，烧得敌军鬼哭狼嚎。罗马军队对阿基米德害怕到了草木皆兵的地步，马塞拉斯也惊叫说：这个“几何学妖怪”“使我们出尽了洋相。他神奇莫测的法术，简直比神话传奇中的百手巨人的威力还要高超多倍。”

4．“等一下再杀我的头”

公元前212年，古罗马军队突破城防，打进了叙拉古。年已75岁的阿基米德仍在潜心研究数学，证明他的几何题。罗马士兵声嘶力竭的吆喝，惊动了他。“喂，你们踩坏了我的图，赶快走开！”阿基米德发怒地说。凶神恶煞的士兵毫不理会，并把刀剑指向了他的脑袋。阿基米德明白了将要发生的事情，坦然自若地说：“等一下杀我的头，让我把这条几何定理证完。”然而，无知而又残暴的罗马士兵，一刀砍掉了阿基米德的头颅。

5．永久的纪念

阿基米德生前最引为自豪的是这样一个发现：高和底面直径相等的圆柱体的体积，等于同它内接的球体积的一倍半。人们遵照他的嘱咐，把一个含有内接球体的圆柱体图案，铭刻在他的墓碑上，作为永久的纪念。

墨翟(HYPERLINK点击返回目录)一、生平简介

（公元前468—376），人们尊称墨子。他是战国初年的鲁国人，大约生于公元前468年，死于公元前376年。

墨子出身于下层，少年时代曾经“学儒者之业，受孔子之术”，后来觉得儒家的礼过于烦扰，厚葬浪费财物，使百姓贫困，而长时间的服丧也有伤身体，妨碍生计。所以撇弃儒学，并进而创立了墨家学说，成了儒家的反对派。他有弟子三百人，结成有组织有纪律的墨家学派团体。

二、科学成就墨子和他的弟子流传下来的著作只有《墨子》一书。全书原有七十一篇，现存五十三篇。这本书主要是墨子的弟子记述墨子言行的汇集，代表了墨家学派的思想。由于墨子和他的弟子能够刻苦耐劳、勇敢善战、参加生产、勤于实验，因此，墨家不仅在思想上有重要的影响，而且在科学技术上也有重大成就。墨家关于科学技术的论述，包括数学、力学、声学、光学等方面，主要保存在《墨经》中，《墨经》是《墨子》的一部分。1．在力学方面，墨家给“力”下了符合科学的定义。对杠杆平衡的研究，不仅考虑到力的大小，而且考虑到力臂的长短，实际上提出了力矩的概念。可以说，墨家已经发现了杠杆的平衡条件。

此外，墨家对运动和时间、轮轴、斜面、圆球运动以及浮力等问题，都有深刻的论述。

在声学方面，墨家的突出成就是把固体传声和声音共鸣在军事上的巧妙运用。

2．在光学方面，墨家研究得更多。他们做了世界上最早的小孔成像实验。

此外，墨家对飞鸟的影子、物体的本影和半影、凹面镜和凸面镜的成像现象等，也都作了许多研究。

从墨家对物理学的研究成果来看，虽然某些方面还比较原始，但有不少同近代物理上的实验结果是一致的。可以认为，《墨经》是当时世界上最高水平的自然科学论著。

三、趣闻轶事

墨子是继孔子（前551—前479）之后有巨大影响的思想家，他提出“兼相爱、交相利”，主张不分等级，不分亲疏，互爱互利。从一个有名的故事中可以看到墨子的为人：鲁国有一个建筑师叫做公输班，他帮助楚国制造攻城用的云梯，准备攻打宋国。墨子听到这个消息之后，一方面立刻组织他的弟子去守卫宋国，另一方面自己连夜动身去楚国。他走了十天十夜，脚底磨破了就撕一块衣裳把脚裹起来再走，终于赶到了楚国郢都。他先说服了公输班，然后又说服了楚王，他们都答应不再打宋国，制止了这场战争。

托勒玫(HYPERLINK点击返回目录)一、生平简介

（公元90～168）是古希腊著名的天文学家、地理学家。约公元90年诞生于埃及的亚历山大里亚。在公元168年去世，终年78岁。

二、科学成就

1．托勒玫体系作为一种天文学理论有很高的历史地位。

托勒玫于公元127年到151年在亚历山大里亚进行了长期的、大量的天文观测，托勒玫把这些天文观测成果和地心体系总结成十三卷巨著《大综合论》，后来阿拉伯文译本改名为《至大论》。托勒密的体系由于较好地容纳了望远镜发现之前的天文观测，所以一直被作为最好的天文学体系，统治了西方天文学界一千多年。

托勒密的地心体系2．托勒玫的另一巨著是八卷《地理学指南》，书中最早提出了类似于现代经、纬度的概念。计算出了几千个地点的地理位置，绘制了包括、欧、亚、非三大洲和太平洋、印度洋、大西洋三大洋的早期世界地图。他已经知道马来半岛和中国。哥伦布用的世界地图是希腊地球绘制师托勒密在2世纪时绘制的。地图上的世界不包括美州大陆、澳洲或太平洋。3．托勒玫对物理学的重要贡献包括在他的《光学》一书中。他研究了光在平面镜上的反射和光从一种介质进入另一种介质的时候发生折射的现象。托勒玫还做了定量的实验，给出了光从空气进入水中的折射数据表，遗憾的是他没有用数学公式把实验结果表达出来，这本来是轻而易举的事情。

三、趣闻轶事：不准确的地图导致新大陆的发现托勒玫关于地理位置的计算很不准确，据说他算出的从欧洲横跨大西洋到亚洲的距离，比真实距离小得多，这导致哥仑布企图从西班牙向西面驶往亚洲印度，结果到了美洲，发现了新大陆。

张衡(HYPERLINK点击返回目录)一、生平简介

是我国东汉时期的科学家，字平子。公元78年（汉章帝建初三年）出生于南阳郡西鄂县（今河南南阳县石桥镇）。他少年时代熟读经书，但他并没有被这些经书束缚住思想。公元94年（汉和帝永元六年）张衡离家出外求学。他到当时最繁华的学术文化中心长安（今西安），在三年内游览了名山大川，考察历史古迹，调查政治经济情况。后来又到洛阳，到处寻师访友，刻苦学习。

公元100年起张衡先后任各种官职，到公元115年（元初二年）任太史令（掌管历法，观测天文、气象等的官职）。

公元121年（汉安帝建光元年）张衡调任公车司马令。公元126年（汉顺帝永建元年）他又调回，再次任太史令。这一时期内他创制了地动仪。公元139年张衡逝世。张衡不但在自然科学上作出很大贡献，他还是东汉时期有名的文学家，曾被列为当时六大名画家之一。1956年郭沫若为他题碑文：“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见，万祀千龄，令人景仰。”

二、科学成就1．对天文学研究

著成我国第一部重要的天文学理论文献《灵宪》。在这部不朽的名著中阐述了浑天学说并精心设计了一架构造精细的浑天仪，第一次正确解释了月食的成因，还提出了关于行星运动规律的卓越思想。

2．对地震的研究，创制了世界上第一架记录地震的仪器——地动仪

3．对气象方面的研究，创制了世界上第一架观测气象的仪器，比欧洲12世纪才出现的类似仪器早1000多年。1000-1600年科学家沈括(HYPERLINK点击返回目录)一、生平简介

(1031—1095)，字存中，是我国北宋时代杰出的科学家、政治家，也是中国科技史上的一位巨人。他1031年诞生在浙江钱塘（杭州）。他的父亲沈周曾在现今的镇江、泉州、开封、南京等地当过小官。少年时代的沈括跟随父亲走南闯北，增长了许多见识。

1054年，沈括进入官场，任沭阳（今江苏沭阳）县主簿，后升为县令。

1063年沈括举进士及第。1066年入京编校昭文馆的书籍。1072年他兼任提举司天监，大部分时间在开封研究天文，改革历法。

1074年9月，沈括兼军器监，他改进兵器，研究城防、阵法、战略战术，编写了《修城法式条约》。

1075年沈括出使辽国，驳斥辽国争地要求。1076年任翰林学士，权三司使（三司是当时管理财政的最高机关）。

1080年6月沈括担任■延（今陕西北部）路经略抚使，抗击西夏侵扰。因战事失利受累，沈括调为均州团练副使，实际上被软禁。1085年哲宗即位大赦，沈括恢复自由。1087年他移居润州（今江苏镇江）的梦溪园，写下了一部不朽的科学典籍《梦溪笔谈》。

沈括一生的著述很多，惜大多亡佚。现存除《笔谈》外，尚有《长兴集》、《良方》（收入《苏（轼）沈（括）良方》），以及一些佚亡著作的辑本。

1095年他在隐居地润州去世，归葬钱塘，终年65岁。

二、科学成就沈括兴趣广泛，博学多才，他的科学贡献涉及到物理学、数学、天文学、地学、医学、生物学、工程技术、文学和音乐等领域。1．在物理学方面，沈括研究了力学、声学、光学和磁学等现象。(1)在磁学方面，沈括在《笔谈》中指出，指南针是方家以磁石磨铁针，使铁针磁化而成。他记述了当时指南针的四种装置方式，即水浮法、置指甲上、置碗唇上、悬丝法，并比较了这四种方式的优劣，指出水浮多荡摇，置指甲或碗唇上易坠落，以悬丝最善，表明他对这四种方式进行过观察和实验。通过观察和实验，他发现磁针有指南的，也有指北的，指南的磁针并不总是指南，而是常微偏东。这是关于指北针和地球磁偏角的最早明确记载，早于欧洲一个世纪。

(2)、在光学方面，沈括进行了凹面镜成象的实验。通过实验，他指出凹面镜照物，中间有一称为“碍”的地方，在此之内，照物得正象；在此点之上，照物无所见；在此点之外，照物得倒象，表明他已发现了凹面镜的焦点。对凸面镜和平面镜，他也作过细致的观察和研究，他指出，镜面凸，所照人面缩小，故镜面虽小而能全纳人面。

(3)、在声学方面，沈括进行了声音共振实验。他用纸剪一小人，放在琴瑟的基音弦线上，拔动相应的泛音弦，则小人就会跳动；而拨动其他弦，则纸人不动。西方类似的实验，直至17世纪方出现。

此外，沈括对海市蜃楼、虹、雷电、乐律等，也都进行研究，并提出了自己的见解。

2．沈括从治平三年起开始研究天文学，特别是在主持司天监工作期间，更对历法和天文仪器进行了系统的研究。其突出的成就有二。一是首倡“十二气历”。19世纪英国气象局采用的肖伯纳历，其实质便与沈括的十二气历相似。一是改进天文仪器。沈括在司天监所制的新仪器浑仪、浮漏和圭表，都有重大的改进。3．数学成就沈括首创的隙积术和会圆术，开辟了中国传统数学的新的研究方向。4．地学方面，沈括观察研究了各种化石，还推论了古代的自然环境，比达·芬奇(1452—1519)开始研究化石早了四百多年；在地貌学、地图学和水利方面也做出了出色的贡献。5．医药学成就沈括一生对医药学非常重视，特别是对药物学，他倾注了大量的心血，做出了重要的贡献。6．其它成就除自然科学方面的贡献外，他在社会科学和人文科学方面也都有重大的成就，其成就涉及到社会、经济、历史、外交、军事、考古、音律、绘画、书法、诗词等等学术领域，堪称当时百科全书式的学者。这些学术成就，充分反映了沈括勤奋好学，而又锐意进取的治学精神。

三、趣闻轶事沈括处处精细观察，事事独立思考，敢于发表与众不同的见解，这是他取得杰出成就的重要原因之一。1．“四月桃花开”没有错据说有一次，许多人议论白居易写的《游庐山大林寺》中“人间四月芳菲尽，山寺桃花正盛开”两句诗，嘲笑白居易写错了，理由是这首诗写于唐元和十二年四月九日，那时桃花时就谢。可是沈括却认为，深山里气候比较寒冷，所以桃花比平原上开得迟，白居易尊重事实，没有写错。2．弹琵琶手指位置没有错还有一次，一些人看开封相国寺里一幅壁画，壁画上画着管乐队在演奏。有人说画家画错了，理由是管乐演奏者在吹“四”字音，可是那个弹琵琶的手指不是在拨“四”字音所在的上弦，而是掩着下弦。沈括仔细琢磨以后，钦佩地说：这位画家太高明了，很精通音乐！接着他用亲身体验作了精辟的说明：弦乐同管乐是不同的。吹奏管乐，手指按在什么部位就发什么音，是同时的；弹琵琶就不同了，手指先拨弦，然后才发音，也就是动作要比声音早。所以，演奏管乐的人在吹“四”字音的时候，弹琵琶的人的手指已准备拨下一个音了。在场的人无不为沈括的高见所折服。沈括不通过观察和实验，通俗生动地论述了小孔成像、凹面镜成像、凹凸镜的放大和缩小作用，比较科学地解释了虹的成因，认为它是“雨中日影”。他从雁荡山和黄土地貌和特有现象上，推断出流水侵蚀的地貌成因说；从太行山上的海生动物化石，提出了海陆变迁说。

哥白尼(HYPERLINK点击返回目录)一、生平简介

（1473～1543）是波兰天文学家，日心说的创始人。1473年2月19日生于波兰东部的托伦。他的父亲是一位曾经当过市长的商人，母亲是一位富商的女儿。哥白尼有一个哥哥和两个姊姊，他是家中最小的孩子。在他10岁时，父亲染上瘟疫死亡。全家由舅父务卡施接济。哥白尼在文化名城沃茨瓦维克读了中学，1491哥白尼进入克拉科夫雅盖隆大学，在天文学家勃鲁泽夫斯基的指导下研读天文学和数学。

1496年，为了进一步深造，哥白尼前往欧洲文艺复兴的中心意大利留学，先后就读于波伦亚大学、帕多瓦大学和法拉腊大学，继续钻研数学、天文学、医学和法学。他有幸结识了文艺复兴的杰出人物达·芬奇，并且拜敢于向旧观念挑战的学者诺瓦拉（1454—1504）为师。正是在诺瓦拉的影响下，他开始对地心说产生了怀疑。1506年哥白尼回到波兰，一面在里兹堡从医，一面从事天文学的研究。1512年舅舅去世，哥白尼移居弗洛恩堡，在大教堂任僧正。教堂城墙的一角有座箭楼，哥白尼用它建立了一个小天文台。他自制了各种仪器，孜孜不倦地从事天文观测和研究达30多年。他在1510年写成的《浅说》初稿中，毫不含糊地指出：太阳是宇宙的中心体，地球和行星都围绕着太阳运动，只有月亮才真正围绕地球旋转。1530年，终于圆满地完成了日心说的建立工作。于1543年3月用《天体运动论》书名出版，全书共有六大卷。由于呕心沥血的辛勤劳动，从1542年起哥白尼健康日益恶化，经常出血、中风。1543年5月24日，哥白尼与世长辞，终年70岁。据说他闭目的时候，还用冰冷的双手抚摸着刚刚印好的《天体运动论》样书。

二、科学成就哥白尼在科学上最大的成就是创立了以太阳为中心的地动学说（日心说），否定了在西方统治达一千多年的以地球为中心的地静学说（地心说）。哥白尼创立的日心说，即名著《天体运行论》的发表，不但是天文学上的一次伟大革命，推动了天文学研究的飞速发展，而且引起了人类宇宙观的重大革新，沉重地打击了封建神权的统治，“从此自然科学便开始从神学中解放出来”

三、趣闻轶事1．人小志大哥白尼从小受到良好的学校教育，喜欢观察天象。他常常独自仰望繁星密布的夜空。有一次，哥哥不解地问哥白尼：“你整夜守在窗边，望着天空发呆，难道这表示你对天主的孝敬？”哥白尼回答说：“不。我要一辈子研究天时气象，叫人们望着天空不害怕。我要让星空跟人交朋友，让它给海船校正航线，给水手指引航程。”2．千呼万唤始出来由于托勒玫的地心说在当时已经成为维持教会统治的神学理论基础，哥白尼深知发表日心说的后果，这样写到：“我清楚地知道，一旦他们弄清楚我在论证天体运行的时候认为地球是运动的，就会竭力主张我必须为此受到宗教裁判……”，“他们就会大叫大嚷，当即把我轰下台。”因此，哥白尼迟迟不愿意发表他的著作《天体运行论》。直到1539年春天，在德国青年学者雷迪卡斯（1514—1576年）和其他一此朋友的敦促下，哥白尼才同意发表。1541年秋天，雷迪卡斯把修改稿带到纽伦堡，请路德派的一位神学家奥幸德匿名撰写一篇前言，宣称“这部书不可能是一种科学的事实，而是一种富于戏剧性的幻想”。在这样的情况下，才于1543年3月出版，从写成初稿到出版，前后竞搁置了近“四个九年”。

吉尔伯特(HYPERLINK点击返回目录)一、生平简介

是(1540～1603)是英国医生、物理学家。1540年5月24日诞生于英格兰科尔切斯特的艾塞克斯的一个中产阶级家庭。

吉尔伯特于1558年考入剑桥圣约翰学院，1569年获医学博士学位。1575年前后在伦敦开业行医。1581年进入皇家医学院工作，历任学院司库、学院领导成员、院长。在英国，甚至在欧洲大陆，吉尔伯特是一个具有很大成就和声誉的医生。1601年应召进宫，任伊丽莎白女王的御医。吉尔伯特起初研究过化学，后来花了二十年左右的时间，进行了关于电和磁的实验。吉尔伯特在伦敦的时候，一直住在圣彼得山上的皇家实验室里，这儿也是科学家们集会的中心。

吉尔伯特于1603年12月10日在英国伦敦去世，终年63岁。

二、科学成就1、吉尔伯特在物理学中的贡献是开创了电学和磁学的近代研究。1600年他发表了一部巨著《论磁》，系统地总结和阐述了他对磁的研究成果。使他在物理学史上留下了不朽的位置。2、吉尔伯特对电也作过详细研究。他用琥珀、金刚石、蓝宝石、硫磺、明矾等做样品，作了一系列实验，发现经过摩擦，它们都可以具有吸引轻小物体的性质。他认识到这是一种物质普遍具有的现象，因此根据希腊文琥珀（ηλεκτορν）引入“电的”(electric)一词，并且把象琥珀这样经过摩擦后能吸引轻小物体的物体称做“带电体”。吉尔伯特还发明了第一只验电器。3、吉尔伯特对近代物理学的重大贡献还在于他提出了质量、力等新概念。在《论磁》中，吉尔伯特说，一个均匀磁石的磁力强度与其质量成正比，这大概是历史上第一次独立于重量而提到质量，通过“磁力”这一特殊的力，吉尔伯特揭示了自然界中某种普遍的相互作用。三、趣闻轶事1．吉尔伯特在王宫做实验吉尔伯特作了一系列科学实验，最有名的就是所谓“小地球”实验。他用一块天然磁石磨制成一个大磁石球，用小铁丝制成小磁针放在磁石球上面，结果发现这根小磁针的全部行为和指南针在地球上的行为十分相似。吉尔伯特把这个大磁石球叫做“小地球”。由此，他提出一个假设：地球是一个巨大的磁石，它的两极位于地理北极和地理南极附近。这个假设后来经德国数学家高斯(1777—1855)从数学上加以论证和完善，至今仍是地磁理论的典型概念。2．用实验来说话据说吉尔伯特很善于和别人争论学术问题，常常用实验来说话，把人驳得哑口无言。当时，很多科学家分不清磁作用和电作用。比如意大利科学家波尔塔(1538—1615年)说，跟金刚石摩擦过的铁能指向北方，就象它在磁石上摩擦过一样。吉尔伯特指，这是不可能的。他随即用金刚石和一些铁棒、铁丝当众做了实验，令人信服地证明，当用软木塞托住跟金刚石摩擦过的铁棒使它浮在水面上的时候，根本就不发生波尔塔所讲的效应。

第谷(HYPERLINK点击返回目录)一、生平简介（1546～1601）是丹麦著名的天文学家。1546年12月14日诞生于丹麦斯坎尼亚的库恩斯特鲁普镇的一个贵族家庭。他一岁的时候就过继给有钱有势的贵族伯父乔根。

1559年，乔根伯父送第谷到哥本哈根读书，希望他学习哲学、法律和修辞学，长大以后做一个有名望的律师，但是第谷却另有爱好。1560年，哥本哈根地方观象台预报8月21日在当地可以看到一次日食。第谷根据预报，果然在那天清楚地看到了日食的全过程。他非常佩服预报的准确性，从此对天文学产生了浓厚的兴趣。

1566年乔根伯父去世，第谷得以去德国罗斯托克大学攻读天文学。1570年前后，在舅舅资助下，他在奥古斯堡建了一座天文台，开始了天文观测事业。1576年，第谷被丹麦国王腓特烈二世聘为皇家天文学家。第谷在那里工作了二十多年。1599年第谷来到布拉格。第二年他邀请年轻的开普勒作自己的助手，两人共同研究天文学上的难题。

1601年10月24日，第谷在布拉格附近的本纳基城堡去世，终年55岁。

二、科学成就

{ewcMVIMAGE,MVIMAGE,!t14-8.bmp}1．第谷对天文学的重大贡献在于他通过长期观测积累的有关行星运行的大量数据资料，成为那个时代罕见的天文观测家，获得“星学之王”的美称。1582年，在教皇格里高里十三世主持下，完成了对基督世界延用了一千多年的儒略历的改历工作，颁行了格里高里历。

2．1572年11月11日夜间，第谷仰望繁星闪烁的天空，突然发现仙后座中有一颗前所未见的“新星”。第谷在一篇论文中首次发明了“新星”（Nova）一词，并指出，星座一成不变的说法是错误的。后人为了纪念他，把这颗新星叫做第谷星。

3．第谷对彗星所作的观测，是他取得的又一个成就。此外，第谷还发现了许多新的现象，如黄赤交角的变化，月球运行的二均差，以及岁差的测定等。

4．第谷晚年发现、培养了开普勒，这是他对科学作出的最大贡献。开普勒没有辜负恩师的苦心培育和殷切期望，在科学阵地上纵横驰骋，相继创立了行星运动三定律，在科学史上做出了不可磨灭的贡献。

三、趣闻轶事

1.第谷爱才的故事

1597年，年轻的开普勒写成《神秘的宇宙》一书，设计了一个有趣的、由许多有规则的几何形体构成的宇宙模型。1599年第谷看到那本书，十分欣赏作者的智慧和才能，立即写信给开普勒，热情邀请他做自己的助手，还给他寄去了路费。开普勒来到第谷身边以后，师徒俩朝夕相处，形影不离，结成了忘年交。业务上，第谷精心指导；经济上，第谷慷慨相助。第谷由衷希望开普勒这匹千里马早日飞奔。但是，过了一段时间，开普勒受多疑的妻子的挑唆，突然和第谷决裂了。他忘恩负义地公开散布第谷的坏话，最后留下一封满纸侮辱性言语的信，不辞而别。开普勒的离去，使爱才如命的第谷非常伤心。他意识到这完全是一种误会，马上写信给开普勒，胸怀宽广地请他回来。开普勒读了第谷的诚挚友好的来信，惭愧得无地自容。他热泪盈眶地提笔写了忏悔信，彻底承认错误。当两人重修旧好的时候，开普勒不由自主地又检讨起来，第谷立刻制止说：“过去的还要说什么呢？你是我的好朋友。现在我们又在一起研究了，这就够了！”第谷不记旧怨，不但把才华出众的开普勒推荐给国王，而且把自己几十年辛勤工作积累下来的观测资料和手稿，全部交给开普勒使用。他语重心长地对开普勒说：“除了火星所给与你的麻烦之外，其他一切麻烦都没有了。火星我也要交托于你，它是够一个人麻烦的。”

伽利略(HYPERLINK点击返回目录)

一、生平简介

（1564～1642）1564年2月15日生于意大利西北部的比萨城，父亲芬琴齐奥·伽利莱精通音乐理论和声学，著有《音乐对话》一书。1574年全家迁往意大利东部的大城市佛罗伦萨。伽利略自幼受父亲的影响，对音乐、诗歌、绘画以及机械兴趣极浓；也像他父亲一样，不迷信权威。17岁时遵从父命进比萨大学学医，可是对医学他感到枯燥无味，而在课外听家族世交、著名学者O·里奇讲欧几里得几何学和阿基米德静力学，感到浓厚兴趣。后来成为伟大的物理学家、天文学家、科学革命的先驱，是人类改变世界的大科学家之一，1642年1月8日病逝，终年78岁。

他的学术生涯可分为以下三个时期

1．早年活动时期

1583年，伽利略在比萨教堂里注意到一盏悬灯的摆动，随后用线悬铜球作模拟实验，确证了微小摆动的等时性以及摆长对周期的影响，由此创制出脉博计用来测量短时间间隔。1585年因家贫退学，担任家庭教师，但仍奋力自学。1586年，他发明了浮力天平，并写出论文《小天平》。

1587年他带着关于固体重心计算法的论文到罗马大学求见著名数学家和历法家C.克拉维乌斯教授，大受称赞和鼓励。克拉维乌斯回赠他罗马大学教授P.瓦拉的逻辑学讲义与自然哲学讲义，这对于他以后的工作大有帮助。

1588年他在佛罗伦萨研究院做了关于但丁《神曲》中炼狱图形构想的学术演讲，其文学与数学才华大受人们赞扬。次年发表了关于几种固体重心计算法的论文，其中包括若干静力学新定理。由于这些成就，当年比萨大学便聘请他任教，讲授几何学与天文学。第二年他发现了摆线。

当时比萨大学教材均为亚里士多德学派的学者所撰，书中充斥着神学与形而上学的教条。伽利略经常发表辛辣的反对意见，由此受到校内该学派的歧视和排挤。1591年其父病逝，家庭负担加重，他便决定离开比萨。

2．帕多瓦时期，1592年伽利略转到帕多瓦大学任教。帕多瓦属于威尼斯公国，远离罗马，不受教廷直接控制，学术思想比较自由。在此良好气氛中，他经常参加校内外各种学术文化活动，与具有各种思想观点的同事论辩。此时他一面吸取前辈如N.F.塔尔塔利亚、G.B.贝内代蒂、F.科门迪诺等人的数学与力学研究成果，一面经常考察工厂、作坊、、矿井和各项军用民用工程，广泛结交各行业的技术员工，帮他们解决技术难题，从中吸取生产技术知识和各种新经验，并得到启发。

在此时期，他深入而系统地研究了落体运动、抛射体运动、静力学、水力学以及一些土木建筑和军事建筑等；发现了惯性原理，研制了温度计和望远镜。

1597年，他收到J．开普勒赠阅的《神秘的宇宙》一书，开始相信日心说，承认地球有公转和自转两种运动。但这时他对柏拉图的圆运动最自然最完美的思想印象太深，以致对开普勒的行星椭圆轨道理论不感兴趣。

1604年天空出现超新星，亮光持续18个月之久。他便趁机在威尼斯作几次科普演讲，宣传哥白尼学说。由于讲得精采动听，听众逐次增多，最后达千余人。

1609年7月，盛传一荷兰眼镜工人发明了供人玩赏的望远镜。他未见到实物，思考几日后，用风琴管和凸凹透镜各一片制成一具望远镜，倍率为3，后又提高到9。他邀请威尼斯参议员到塔楼顶层用望远镜观看远景，观者无不惊喜万分。参议院随后决定他为帕多瓦大学的终身教授。1610年初，他又将望远镜放大率提高到33，用来观察日月星辰，新发现甚多，如月球表面高低不平，月球与其他行星所发的光都是太阳的反射光，水星有4颗卫星，银河原是无数发光体的总汇，土星有多变的椭圆外形等等，开辟了天文学的新天地。是年3月，出版了他的《星空信使》一书，震撼全欧。随后又发现金星盈亏与大小变化，这对日心说是一强有力的支持。

伽利略日后回顾在帕多瓦的18年时，认为这是他一生中工作最开展、精神最舒畅的时期。事实上，这也是他一生中学术成就最多的时期。

3．托斯卡纳时期20年来伽利略在物理学和天文学研究上的丰硕成果，激起了他学术上的更大企求。为了取得有充裕时间致力于科学研究，1610年春，他辞去大学教职，接受托斯卡纳公国大公聘请，担任宫廷首席数学家和哲学家的闲职与比萨大学首席数学教授的荣誉职位。

为了使科学免受教会干预，伽利略曾多次去罗马活动。1611年他第二次去罗马，目的在于赢得宗教、政治与学术界认可他在天文学上的发现。他在罗马受到包括教皇保罗五世和若干高级主教在内的上层人物的热情接待，并被林赛研究院接纳为院士。当时耶稣会的神父们承认他的观测事实，只是不同意他的解释。这年5月，在罗马大学的大会上，几个高职位的神父公开宣布了伽利略的天文学成就。

同年，他观察到太阳黑子及其运动，对比黑子的运动规律和圆运动的投影原理，论证了太阳黑子是在太阳表面上；他还发现了太阳有自转。1613年他发表了3篇讨论太阳黑子问题的通信稿。另外，1612年他又出版了《水中浮体对话集》一书。

1615年，一诡诈的教士集团和教会中许多与伽利略敌对的人联合攻击伽利略为哥白尼学说辩护的论点，控告他违反基督教义。他闻讯后，于是年冬第三次去罗马，力图挽回自己的声誉，企求教廷不因自己保持哥白尼观点而受到惩处，也不公开压制他宣传哥白尼学说，教廷默认了前一要求，但拒绝了后者。教皇保罗五世在1616年下达了著名的“1616年禁令”，禁止他以口头的或文字的形式保持、传授或捍卫日心说。

1624年，他第四次去罗马，希望故友新任教皇乌尔邦八世能够同情并理解他的意愿，以维护新兴科学的生机。他先后谒见6次，力图说明日心说可以与基督教教义相协调，说“圣经是教人如何进天国，而不是教人知道天体是如何运转的”；并且试图以此说服一些大主教，但毫无效果。乌尔邦八世坚持“1616年禁令”不变；只允许他写一部同时介绍日心说和地心说的书，但对两种学说的态度不得有所偏倚，而且都要写成数学假设性的。在这辛勤奔波的一年里，他研制成了一台显微镜，“可将苍蝇放大成母鸡一般”。

此后6年间，他撰写了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话》一书.1630年他第5次到罗马，取得了此书的“出版许可证”。此书终于在1632年出版了。此书在表面上保持中立，但实际上却为哥白尼体系辩护，并多处对教皇和主教隐含嘲讽，远远超出了仅以数学假设进行讨论的范围。全书笔调诙谐，在意大利文学史上列为文学名著。

4．教廷的迫害和晚年生活《对话》出版后6个月，罗马教廷便勒令停止出售，认为作者公然违背“1616年禁令”，问题严重，亟待审查。原来有人在教皇乌尔邦八世面前挑拨说伽利略在《对话》中，借头脑简单、思想守旧的辛普利邱之口以教皇惯用辞句，发表了一些可笑的错误言论，使他大为震怒。曾支持他当上教皇的集团激烈地主张要严惩伽利略，而神圣罗马帝国和西班牙王国认为如纵容伽利略会对各国国内的异端思想产生重大影响，提出联合警告。在这些内外压力和挑拨下，教皇便不顾旧交，于这年秋发出要伽利略到罗马宗教裁判所受审的指令。

年近七旬而又体弱多病的伽利略被迫在寒冬季节抱病前往罗马，在严刑威胁下被审讯了三次，根本不容审辩。几经折磨，终于在1633年6月22日在圣玛丽亚修女院的大厅上由10名枢机主教联席宣判，主要罪名是违背“1616年禁令”和圣经教义。伽利略被迫跪在冰冷的石板地上，在教廷已写好的“悔过书”上签字。主审官宣布：判处伽利略终身监禁；《对话》必须焚绝，并且禁止出版或重印他的其他著作。此判决书立即通报整个天主教世界，凡是设有大学的城市均须聚众宣读，借此以一儆百。

伽利略既是勤奋的科学家，又是虔诚的天主教徒，深信科学家的任务是探索自然规律，而教会的职能是管理人们的灵魂，不应互相侵犯。所以他受审之前不想逃脱，受审之时也不公开反抗，而是始终服从教廷的处置。他认为教廷在神学范围之外行使权力极不明智，但只能私下有所不满。显然，G.布鲁诺的被处火刑和T.康帕内拉的被长期打入死牢，这两位意大利杰出的哲学家的遭遇，给他精神上投下了可怕的阴影。

宗教裁判所的判决随后又改为在家软禁，指定由他的学生和故友A.皮柯罗米尼大主教在锡耶纳的私宅中看管他，规定禁止会客，每天书写材料均需上缴等。在皮柯罗米尼的精心护理和鼓励下，伽利略重行振作起来，接受皮柯罗米尼的建议继续研究无争议的物理学问题。于是他仍用《对话》中的三个对话人物，以对话体裁，和较朴素的文笔，将他最成熟的科学思想和研究成果撰写成《关于两门新科学的对话与数学证明对话集》。两门新科学是指材料力学（见弹性力学）和动力学。这部书稿1636年就已完成，由于教会禁止出版他的任何著作，他只好托一位威尼斯友人秘密携出国境，1638年在荷兰莱顿出版。

伽利略在皮柯罗米尼家中刚过了5个月，便有人写匿名信向教廷控告皮柯罗米尼厚待伽利略。教廷乃勒令伽利略于当年12月迁往佛罗伦萨附近的阿切特里他自己的故居，由他的大女儿维姬尼亚照料，禁例依旧。她对父亲照料妥贴，但4个月后竟先于父亲病故。

伽利略多次要求外出治病，均未获准。1637年双目失明。次年才获准住在其子家中。在这期间探望他的除托斯卡纳大公外，还有英国著名诗人、政论家J.弥尔顿和法国科学家、哲学家P.伽桑迪。他的学生和老友B.卡斯泰里还和他讨论过利用木卫星计算地面经度的问题。这时教廷对他的限制和监视已明显放松了。

1639年夏，伽利略获准接受聪慧好学的18岁青年V.维维亚尼为他的最后一名学生，并可在他身边照料，这位青年使他非常满意。1641年10月卡斯泰里又介绍自己的学生和过去的秘书E.托里拆利前往陪伴。他们和这位双目失明的老科学家共同讨论如何应用摆的等时性设计机械钟，还讨论过碰撞理论、月球的天平动、大气压下矿井水柱高度等问题，因此，直到临终前他仍在从事科学研究。

伽利略于1642年1月8日病逝，葬仪草率简陋，直到下一世纪，遗骨才迁到家乡的大教堂。

科学的不断发展，迫使罗马教廷不得不在1757年宣布解除对哥白尼《天体运行论》的禁令；1882年罗马教皇又无可奈何地承认了日心学说。1979年11月10日，梵蒂冈教皇J.保罗二世代表罗马教廷为伽利略公开平反昭雪，认为教廷在300多年前迫害他是严重的错误。这表明朝廷最终承认了伽利略的主张——宗教不应该干预科学。

二、科学成就

1．新的科学思想和科学研究方法

在伽利略的研究成果得到公认之前，物理学以至整个自然科学只不过是哲学的一个分支，没有取得自己的独立地位。当时，哲学家们束缚在神学和亚里士多德教条的框框里，他们苦思巧辩，得不出符合实际的客观规律。伽利略敢于向传统的权威思想挑战，不是先臆测事物发生的原因，而是先观察自然现象，由此发现自然规律。他摒弃神学的宇宙观，认为世界是一个有秩序的服从简单规律的整体，要了解大自然，就必须进行系统的实验定量观测，找出它的精确的数量关系。

基于这样的新的科学思想，伽利略倡导了数学与实验相结合的研究方法；这种研究方法是他在科学上取得伟大成就的源泉，也是他对近代科学的最重要贡献。用数学方法研究物理问题，原非伽利略首倡，可以追溯到公元前3世纪的阿基米德，14世纪的牛津学派和巴黎学派以及15、16世纪的意大利学术界，在这方面都有一定成就，但他们并未将实验方法放在首位，因而在思想上未能有所突破。伽利略重视实验的思想可见于1615年他写给克利斯廷娜公爵夫人的一封信上的话：“我要请求这些聪明细心的神父们认真考虑一下臆测性的原理和由实验证实了的原理二者之间的区别。要知道，做实验工作的教授们的主张并不是只凭主观愿望来决定的。”

伽利略的数学与实验相结合的研究方法，一般来说，分三个步骤：①先提取出从现象中获得的直观认识的主要部分，用最简单的数学形式表示出来，以建立量的概念；②再由此式用数学方法导出另一易于实验证实的数量关系；③然后通过实验来证实这种数量关系。他对落体匀加速运动规律的研究便是最好的说明。

2．物理学概念和原理的创新

惯性原理和力与加速度的新概念推动重物时需要的力大，而推动轻物时需要的力小，是人们的直觉经验。亚里士多德据以得出普遍性的结论：一切物体均有保持静止或所谓寻找其“天然去处”的本性，认为“任何运动着的事物都必然有推动者”，并用比例定律把动力与速度联系起来。伽利略则得出新的概念，他观察到一个沿着光滑斜面向上滑动的物体，因斜面的斜角不同而受到不同程度的减速，斜角越小，减速越小。如在无阻力的水平面上滑动，则应保持原速度永远滑动。因而得出这样的结论：“一个运动的物体，假如有了某种速度以后，只要没有增加或减小速度的外部原因，便会始终保持这种速度——这个条件只有在水平的平面上才有可能，因为在斜面的情况下，朝下的斜面提供了加速的起因，而朝上的斜面提供了减速的起因；由此可知，只有在水平面上运动才是不变的”（《两门新科学的对话》，第三天，问题9，假设23注）。这样，伽利略便第一次提出了惯性概念，并第一次把外力和“引起加速或减速的外部原因”即运动的改变联系起来。与前述的匀加速运动实验结合在一起，伽利略提出了惯性和加速度这个全新的概念，以及在重力作用下物体作匀加速运动的全新的运动规律，为牛顿力学理论体系的建立奠定了基础。具体有以下几个方面。

(1)运动独立性原理和运动的合成、分解定律在弹道的研究中，伽利略发现水平与垂直两方向的运动各具有独立性，互不干涉，但通过平行四边形法则又可合成实际的运动径迹。他从垂直于地面的匀加速运动和水平方向的匀速运动，完整地解释了弹道的抛物线性质，这是运动的合成研究的重大收获，并具有实用意义。

(2)惯性参照系概念，伽利略用物理学原理为哥白尼地动学说进行辩解时，应用运动独立性原理通俗地说明了石子从桅杆顶上掉落到桅杆脚下而不向船尾偏移的道理。他又进一步以作匀速直线运动的船舱中物体运动规律不变的著名论述，第一次提出惯性参照系的概念。这一原理被A.爱因斯坦称为伽利略相对性原理，是狭义相对论的先导。(3)单摆周期性质的发现，伽利略由观察到教堂悬灯的摆动对摆进行实验研究，发现单摆的周期与摆长的平方根成正比，而与振幅大小和摆锤重量无关。这个规律的发现为此后的振动理论和机械计时器件的设计方案建立了基础。(4)光速有限及其测量，前人对于光速是否有限从来没有明确的认识。伽利略观察了闪电现象，认为光速是有限的，并设计了测量光速的掩灯方案。但限于当时的实验条件，用这种测量方法实际测到的主要只是实验者的反应和人手的动作时间，而不是光的行进时间。然而，如果有了明暗变化有规律的光源或高速机械控制的器件代替人手动作，是可以测量到真正的光速的，后来木卫星食法、转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等光速测量方法都借鉴于掩灯方案。3．几种基本物理实验仪器的研制伽利略不但亲自设计和演示过许多实验，而且亲自研制出不少实验仪器。他的工艺知识丰富，制作技术精湛，他所创制的许多实验仪器在当时及对后世都很有影响，下面举出几项：

(1)浮力天平，这是利用浮力原理快速测定金银器皿首饰中金银含量比例的直读仪器。这种仪器当时已用于金银首饰器皿的交易中。

(2)温度计，伽利略首创的温度计是一种开放式的液体温度计，玻璃管内盛有着色的水和酒精，液面与大气相通。这实际上是温度计与大气压力计的混合体，这是由于当时他对大气压力的变化还没有明确的认识。尽管如此，其学术价值仍很大，温度从此成为客观的物理量，不再是不确定的主观感觉。

(3)望远镜，伽利略制成的望远镜，可以观察到物体的正像。经过改进后，其倍率由3逐渐增大到33；不但指向星空，还可应用于船舰要塞，取得空前丰硕的发现成果。这种望远镜结构简单，而其倍率和分辨本领受球差和色差的限制较大。4．彻底推翻亚里士多德的物质观欧洲中世纪占绝对统治地位的自然观，是经过神学改装了的亚里士多德的自然观，它成为封建神权统治者统制民众思想的工具。亚里士多德认为，地球和地上万物都由气、火、水、土四种元素所组成，都是丑陋、不洁、不完美的，有变化和有生灭的。火和气组成向上流动的轻物，水和土组成向下掉落的重物。而天体则是由“以太”所组成的纯洁、完美、永恒的物体。又因为“上帝厌恶真空”，所以真空不可能存在。然而伽利略从望远镜发现月亮表面有山峰和洼地，高低不平，并不是完美无缺，金星也有盈亏变化；太阳表面还有活动不已的黑子；肉眼就能直接看到超新星的爆发及其渐渐暗淡和消失。这些都打破了亚里士多德天尊地卑，天体和地上物质的性质悬殊的思想。伽利略通过流体静力学对浮体的研究，得知所有物体都是重物，没有绝对的轻物。天体和地球以及地上万物在物质结构上是统一的。真空也可能存在和产生，而且只有在真空中才能研究物体的真正性质。这就彻底推翻了亚里士多德凭借主观臆测的物质观，从而也根本动摇了封建神权的思想统治。5．科学革命的先驱，近代科学之父伽利略是伟大的意大利物理学家和天文学家，科学革命的先驱。在人类思想解放和文明发展的过程中作出了划时代的贡献。在当时的社会条件下，为争取不受权势和旧传统压制的学术自由，为近代科学的生长，他进行了坚持不懈的斗争，并向全世界发出了振聋发聩的声音。因此，他是科学革命的先驱，历史上他首先在科学实验的基础上融会贯通了数学、物理学和天文学三门知识，扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识。为了证实和传播N，哥白尼的日心说，伽利略献出了毕生精力。由此，他晚年受到教会迫害，并被终身监禁。他以系统的实验和观察推翻了以亚里士多德为代表的、纯属思辨的传统的自然观，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。因此，他被称为“近代科学之父”。他的工作，为I.牛顿的理论体系的建立奠定了基础。虽然他晚年终于被剥夺了人身自由，但他开创新科学的意志并未动摇。他的追求科学真理的精神和成果，永远为后代所景仰。

三、趣闻轶事1．不爱医学爱数学1581年，伽利略17岁时，考入了比萨大学，比萨是伽利略出生的地方。他的父亲坚持要他学医，因为医学在16世纪的意大利被认为是大学生通往成功和最终致富这条路的最有效的第一步。伽利略很不情愿地满足了父亲的愿望，但是没几个月更大的分歧开始发生了。伽利略是一个有着多方面才能的年轻人。他既是一个很有天赋的音乐家、出色的画家，又是一个有才华的作家。但是就在伽利略到比萨的第一年，由于他对医学没有兴趣，并且发现了自己的真正爱好，从而改变了他的人生道路。伽利略在比萨大学的第一学期里，利用课余时间听数学讲座，他开始被这门学科的严谨的美迷住了。特别是由宫廷数学家奥斯蒂洛·利奇讲授的关于欧几里得几何这门学科——这是以几何之父，希腊的欧几里得命名的数学的一个分支——深深地吸引了他。伽利略一星期接一星期地听利奇的讲座。不久以后，这位宫廷数学家开始注意到了一个身材健美、模样英俊的年轻人总是坐在演讲厅的后面，专心致志地听着他讲的每一句话。每次讲座结束，伽利略总会向利奇提出许多寻根究底的问题。这位数学家意识到在他的这门学科中有了一个非常有才智的学生，于是他就劝伽利略在这大学里放弃学医改学数学。尽管他的父亲很生气，但伽利略继续朝着自己的爱好走下去，改换了学科。他坚持说，他已不是一个小孩子了，这一次他不再照他父亲的要求去做。第一学期结束之前，伽利略已是一名数学本科生了。2．“辩论者”的雅号还在比萨大学就读时，伽利略因为看不惯哲学家们对科学的态度，无论在与人争辩中，还是私下讨论中，都直言不讳地表示出自己的这种观点。在很多时候，他会变得十分激动，提高嗓门、大声地与他的同行和演讲者进行辩论。伽利略确实生性有点儿淘气，但是从根本上来说他是一个懂礼貌、遵守纪律的学生。他很受一些同学的喜爱，并因他的机智和热情而博得了很好的名声。然而，在数学和物理的问题上，他一点不怕把自己的观点清楚地亮出来。事实是伽利略在大学里辩论得太多了，以致获得了“辩论者”的雅号。他争辩的焦点主要在于：光靠像希腊人那样坐在那里冥思苦想，是不能推动科学的进步的。亚里士多德在他的一生中没有进行过一次实验。他只是简单地靠运用逻辑的方法来得出结论。而伽利略辩驳说，光靠那样是不够的。亚里士多德的整个哲学体系是相互连接的，一个原理引出另一个原理，一个观点支撑着另一个观点。假如他的哲学体系中有某个部分错了，那就等于宣布他的所有哲学内容都有问题了。伽利略处理问题的方式和亚里士多德正好相反。在比萨大学，他坚持认为，科学只能建立在实验的基础上。一个想法一开始是可以建立在灵感的基础上，但它只有靠实验来证明并被接受——这是一个在今天被认为理所当然的观点。伽利略在大学里的大部分同事都不赞成他的观点。伽利略了解教会的态度，他非常聪明地把他的观点仅仅当作许多建议之一提出来争论，不让人们更注意到他的那些反亚里士多德的思想。这至少是伽利略在公开场合中所采用的方式……3．比萨斜塔的故事在伽利略漫长的一生中发生过许多被后世纪念和记载的有名事件。也许最流行的故事是据说他于1591年在比萨斜塔顶上进行的一项实验。

这座斜塔坐落在比萨城里。这不同寻常的建筑物建造于1174年，从它造好的初期开始倾斜直到现在已倾斜了17英尺左右了。到16世纪，这座比萨斜塔成了有历史意义的建筑物，引起了来自意大利各地观光者的注意。

伽利略对那些坚决拒绝考虑他反亚里士多德观点的同事们的看法十分气愤，他决定用一种特别的证据来证明这位希腊哲学家的错误。

亚里士多德在物理方面的一个主要观点是，如果让两个重量不同的物体在地心引力的影响下落下，那么它们当中较重的一个就会落到地面。但是，像他所有的论点一样，亚里士多德没有去实验过这个论点，它只是被当作一个无可争辩的事实被人承认。

为了证明他的观点。伽利略带着两个助手和两个不同重量的铅球爬上了斜塔的顶部。

登塔是很惊险的，他必须登上几百格磨损了的、滑溜溜的梯级，楼梯是在石头围墙里面，陡峭地向上盘旋。等爬到塔顶时，伽利略浑身是汗，疲劳极了。但是他要做一项伟大的工作。在愤怒和挫折激励下，他爬上了塔顶平台上的钟楼。钟楼斜向一边，角度十分可怕。他尽力克服晕眩感，身体紧贴着最高点。在这之前他还从没登上过这么高的建筑物。他带着两个铅球站在钟楼的边缘，离地面有179英尺高。他俯瞰着整个比萨。他看见了塔底下被他说服而来的那些大学里的同事们，他伸出一只手测试了一下是否有风。那天正好没有风。两个助手靠着钟楼的边缘站着，每人手里拿着一只铅球。在一个适当的时刻，伽利略向助手发出了信号。两个助手在同一时刻放开了手中的铅球，让它们在地心引力的作用下往下面的草地上落去。果然，人们清楚地看见了这两个铅球几乎是同时落地，的的确确证明了亚里士多德关于落体的论点是完全错误的。尽管有充分地证据证明：伽利略并未在此做过落体实验，且事实上这个实验说服力也不强，但人们还是宁可信其有。因为它充满了戏剧色彩，为比萨带来了世界性声誉。4．在帕多瓦大学任教时的生活帕多瓦大学的生活使伽利略感到满意，但是尽管他可挣到一份数目不菲的薪水，要赡养他一家却显得很困难，他不得不像在比萨大学时那样私下里收学生。通过长时间的教学工作，伽利略渐渐地繁忙起来，他不仅给当地的天文学和数学爱好者上课，而且还给驻扎在城里的部队机械师们讲授机器制造的工艺课。几年过去了，伽利略的经济情况逐渐好转，他已能在城里购买一幢小房子。他开始和一名叫玛丽娜·甘巴的威尼斯女子交往。两人没有结婚，但他们在一起生活了10多年，1610年，当伽利略又一次搬迁时，玛丽娜留在了帕多瓦，他们就此分开了。在同居的这些年里，他们有了两个女儿和一个儿子。随着年龄的增长，伽利略对与玛丽娜结婚显得一点儿兴趣都没有，似乎变得越来越沉醉于他的学术研究。他从来没有忘记所有靠他赡养的人，但是他绝对算不上是一个可爱的父亲或忠诚的丈夫。在他的一生中，他确实只有一个真正的爱好——自然科学。在帕多瓦的18年是伽利略一生中最快乐的时期，也就是在这些年里，他做出了一些他最重要的发现。

四大事年表1543年哥白尼的《天体运行论》一书出版。在这本书里哥白尼提出亚里士多德关于宇宙的理论是错误的。1564年2月15日，伽利略在意大利的比萨诞生。1581年9月，17岁的伽利略成了比萨大学的一名学生。1583年伽利略开始进行摆的实验。1585年21岁的伽利略离开比萨大学。他继续研究数学，并开始私人授课。1586年伽利略写了《小天平》。这本书使他引起了其他科学家的关注，奠定了作为数学家的基础